Müll ist ein Problem: auf der Erde nichts Neues. Doch inzwischen gibt es Abfall auch im All – und der gefährdet die Raumfahrt. Mit dem Projekt MASTER liefert das Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig erstmals Wege, den Müll zu umgehen.

Heide Stefanyshyn-Piper ist etwas erschöpft. Die US-amerikanische Astronautin putzt und schmiert schon seit sieben Stunden die glänzende Aussenfassade der Weltraumstation ISS. Als sie gerade ein defektes Sonnensegel reparieren will, bekommt sie ihren Werkzeugkoffer nicht richtig zu fassen; er gleitet ihr aus der Hand – und verabschiedet sich samt Inhalt in die unendlichen Weiten. Ihr Koffer ist nicht der einzige Gegenstand, den ein Mensch dem Kosmos überlässt. Denn, nur knapp 50 Jahre nachdem der erste Mensch den Weltraum beflog, schaffte es auch sein Müll ins All.
Ausgediente Satelliten, verlorene Raketenteile und eben jener Werkzeugkoffer umkreisen zurzeit im Eiltempo unsere Erde: sie sind Weltraumschrott. Und der wird immer mehr, wie Carsten Wiedemann vom Braunschweiger Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme bemerkt: „Wir wissen von rund 13.000 Objekten Weltraummüll, die größer als zehn Zentimeter sind. Doch der Schätzwert für Teile mit einem Durchmesser von über einem Zentimeter liegt deutlich höher: bei rund 600.000."
Wer meint, das Universum biete genug Platz für den Müll, irrt. Denn die Schrottteile erreichen auf Erdumlaufbahnen Geschwindigkeiten von bis zu 4.000 Kilometer die Stunde; und durchlöchern auf ihrem Weg Satelliten und andere Flugkörper wie ein Sieb. „Müllpartikel beschädigen bereits ab einer Größe von einem Millimeter jedes Objekt ernsthaft", beschreibt Wiedemann, „größere Gegenstände, wie Werkzeuge, kommen beim Einschlag sogar der Explosion einer Handgranate gleich."

Der Masterplan
Um dieser Gefahr vorzubeugen, gründete das Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme zusammen mit mehreren europäischen Partnern das Projekt MASTER. Vor einem Flug ins All schätzen Forscher zunächst, wieviel Müll sich im Weltraum befindet. Da jedoch nur wenige Teile von der Erde aus mit Radar und Teleskop erkennbar sind, greifen die Experten auf eine Liste mit allen Explosionen und Ereignissen zurück, bei denen bisher Weltraummüll entstanden ist. Mit den genauen Angaben simulieren die Forscher am Computer ein physikalisches Modell dieser Vorfälle; und berechnen, wie sich die Trümmerwollke und andere Schrottpartikel im All verteilen. Das Computerprogramm-MASTER pickt sich aus diesem Datenhaufen anschließend gezielt die Teile heraus, die einen Satelliten oder eine Rakete gefährden. Und kann so vorhersagen, wo, wie und vor allem wann ein Stück Müll auf den Flugkörper trifft.
„Die Raumfahrt kann mit diesen Informationen zukünftige Missionen besser planen und bereits aktive Satelliten den Objekten ausweichen lassen", erläutert Johannes Gelhaus, am Projekt beteiligter Ingenieur. Bei einer drohenden Kollision reagieren die Betreiber rechtzeitig und steuern den Satelliten von der Erde aus: er steigt eine Bahn höher und fliegt über den Schrott hinweg. Das Manöver verbraucht zwar wertvollen Treibstoff, sichert aber schließlich den Fortbestand des millionenschweren Hightech-Gerätes. Gerade für stark genutzte Umlaufbahnen ist das MASTER-Modell wichtig. Denn hier fürchten Wissenschaftler den sogenannten Kaskaden-Effekt: Ein Objekt sprengt einen Satelliten, der darauf in Einzelteile zerfällt, die wiederum auf weitere Flugkörper treffen – eine Kettenreaktion, die einem kosmischen Untergangsszenario gleicht.
China führte Anfang 2007 ausgerechnet in dieser dicht beflogenen Höhe von rund 850 Kilometern einen Anti-Satelliten-Test durch. Für einen Waffentest schoss das chinesische Militär den eigenen Wettersatelliten Feng Yun 1C ab. „Die Aktion hat in der Höhe den Trümmeranteil um ganze 50 Prozent ansteigen lassen", berichtet Wiedemann. „Damit ist der Test das bisher größte Ereignis einer Trümmererzeugung in der gesamten Geschichte der Raumfahrt." Ein Vorfall, der politische Fragen aufwirft: Zum Beispiel wer für den Müll verantwortlich ist und wie man ihn wieder los wird. Kleinteile in erdnahen Umlaufbahnen dringen durch die Anziehungskraft irgendwann in die Erdatmosphäre ein und verglühen.

Wer spielt die Müllabfuhr?
Große Überbleibsel, wie ganze Satelliten, drehen dagegen Jahrhunderte im Weltraum ihre Kreise. Es sei denn, die Natur schafft Abhilfe. Alle elf Jahre nämlich wird die Sonne zur Reinigungskraft. Sie durchläuft dann einen Zyklus erhöhter Aktivität. Die Erdatmosphäre erhitzt sich; dehnt sich aus. Und erzeugt Luftreibung, wo vorher Vakuum war. Das Ergebnis: Die Anziehungskraft holt selbst den Schrott aus weiter entfernten Bahnen zurück in die Welt.
Weil der natürliche Kehraus aber nicht ausreicht, haben die Raumfahrtbehörden eine Umlaufbahn für defekte Satelliten eingerichtet – genannt Friedhofsorbit. Der teure Elektroschrott treibt dort im ewigen Nichts und entlastet die viel frequentierten Bahnen.
„Damit solche Techniken internationaler Standard werden, wenden wir uns mit den wissenschaftlichen Vorschlägen auch direkt an die Politik", beteuert Wiedemann. Das MA-
STER-Modell nutzen bereits Behörden aus aller Welt. Doch trotz der Maßnahmen wird der Weltraummüll vorerst nicht weniger, sondern mehr. Schließlich suchen im 21. Jahrhundert aufkommende Mächte wie China, Indien und selbst der Iran gerade ihren Platz im All. Und es scheint, als könnten auch sie keinen Raum betreten, ohne Spuren zu hinterlassen – und sei es nur ihren Müll.

Benedikt Crone